JP2010532283A - Method for making a secondary imprint on an imprinted polymer - Google Patents

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Abstract

画定された表面パターンをポリマー構造の1次インプリント表面に押圧することで、該1次インプリント表面上に2次インプリントを形成する工程を有する、ポリマー構造上へのインプリント作製方法が開示されている。  Disclosed is a method for making an imprint on a polymer structure, comprising pressing a defined surface pattern onto the primary imprint surface of the polymer structure to form a secondary imprint on the primary imprint surface. Has been.

Description

本発明は概して、インプリントされたポリマー上への2次インプリントの作製方法に関する。   The present invention generally relates to a method of making a secondary imprint on an imprinted polymer.

既存のエレクトロニクスデバイスが絶えず小型化していることで、互いに近接して設けられる電気部品を製造することが可能な方法及び装置の必要性が増大している。経験的観察−たとえばムーアの法則−によると、集積回路上のトランジスタの数は約2年ごとに2倍になっている。従ってナノパターニング法は、マイクロエレクトロニクス及びナノエレクトロニクスデバイス−たとえば集積回路(IC)、マイクロ電気機械システム(MEMS)/ナノ電気機械システム(NEMS)、光学部品、及び発光ダイオード(LED)−の発展において非常に重要な役割を果たしている。既存のナノパターニング法には、フォトリソグラフィ、電子ビームリソグラフィ、及びナノインプリント(NIL)が含まれる。   The ever-miniaturization of existing electronic devices has increased the need for methods and apparatus that can produce electrical components that are provided in close proximity to each other. According to empirical observations, such as Moore's Law, the number of transistors on an integrated circuit doubles approximately every two years. Nanopatterning methods are therefore very popular in the development of microelectronics and nanoelectronic devices such as integrated circuits (ICs), microelectromechanical systems (MEMS) / nanoelectromechanical systems (NEMS), optical components, and light emitting diodes (LEDs). Plays an important role. Existing nanopatterning methods include photolithography, electron beam lithography, and nanoimprint (NIL).

従来のフォトリソグラフィ法は、光−通常は紫外(UV)放射線である−を用いて、フォトレジストとして知られている感光性化学物質−これは基板表面上に堆積されている−の所定部分を選択的に照射する。選択的照射工程は通常、フォトマスクを用いて、フォトレジストの各部分をUV放射線に曝露/UV放射線から遮断することによって実現される。このプロセスの後は通常、そのフォトレジスト層の部分的除去及び多くの堆積プロセス−たとえば化学気相成長(CVD)法又は物理的気相成長(PVD)法−が続く。従って、フォトリソグラフィは、基板上に生成されるパターンの形状及びサイズを厳密に制御することが可能で、かつ単一のプロセスで、そのパターンを基板全体にわたって生成することができる。   Conventional photolithographic methods use light—usually ultraviolet (UV) radiation—to make a predetermined portion of a photosensitive chemical known as photoresist—which is deposited on a substrate surface—. Selectively irradiate. The selective irradiation process is typically accomplished by using a photomask to expose / block each portion of the photoresist from UV radiation. This process is usually followed by partial removal of the photoresist layer and a number of deposition processes, such as chemical vapor deposition (CVD) or physical vapor deposition (PVD). Thus, photolithography can tightly control the shape and size of the pattern generated on the substrate, and the pattern can be generated across the substrate in a single process.

フォトリソグラフィに係る問題は、生成されたパターンの分解能が100nm範囲未満に到達できないことである。これは主として光の回折効果による。つまり光の回折効果は、その光によって照射されるフォトレジスト内での精度に影響を及ぼす。その結果、100nm範囲が従来のフォトリソグラフィで実現可能な分解能の限界となる。回折は光の固有な物理的特性であるため、フォトリソグラフィの分解能限界は改善させることがかなり難しいと言える。さらにそのプロセスにおいて用いられるフォトマスクは、高価でかつ時間を要するものであるため、フォトリソグラフィに係る資本コストは増大する。   The problem with photolithography is that the resolution of the generated pattern cannot reach below the 100 nm range. This is mainly due to the diffraction effect of light. That is, the light diffraction effect affects the accuracy in the photoresist irradiated with the light. As a result, the range of 100 nm is the limit of resolution that can be realized by conventional photolithography. Since diffraction is an intrinsic physical property of light, it can be said that the resolution limit of photolithography is quite difficult to improve. Furthermore, since the photomask used in the process is expensive and time consuming, the capital cost for photolithography increases.

電子ビームリソグラフィは、レジストで覆われた基板全体にわたって、所定の方法で電子ビームを走査する手順を含むパターニング手法である。この目的は、レジスト中に非常に小さな構造を作製することである。その非常に小さな構造は、その後他の用途−たとえばマイクロエレクトロニクス−に用いられる他の材料に転写することができる。   Electron beam lithography is a patterning technique that includes a procedure of scanning an electron beam in a predetermined manner over a resist-covered substrate. The purpose is to create a very small structure in the resist. The very small structure can then be transferred to other materials used in other applications such as microelectronics.

電子ビームリソグラフィに係る問題は、パターニングプロセスが画素毎に行われるため、非常に時間がかかることである。従って特に大面積基板全体にわたって密なパターンを書き込むときには、スループットは深刻な制限となる。さらに電子ビームリソグラフィに必要とされる装置は高価でかつ操作が複雑であるため、相当な維持労力が必要とされる。   The problem with electron beam lithography is that it is very time consuming because the patterning process is performed on a pixel-by-pixel basis. Therefore, throughput is a serious limitation, especially when writing dense patterns across a large area substrate. Furthermore, the equipment required for electron beam lithography is expensive and complicated to operate, requiring considerable maintenance effort.

電子ビームリソグラフィに係るさらなる問題は、データ関連の欠陥が発生する恐れがあることである。十分予想できるように、大きなデータファイル(大きなパターン)は、工学制御ハードウエハに対するデータ入力の不一致によって引き起こされる、データ関連の欠陥−たとえばブランキング又は偏向エラー−の影響をより受けやすくなる。他の欠陥−たとえば試料の帯電、後方散乱、計算エラー、埃の付着、ガス放出、及び汚染など−もまた起こりうる。上述したように、電子ビームリソグラフィに係る長い「書き込み時間」は、無作為の欠陥−たとえば上で列挙したようなもの−を起こりやすくしてしまう。これらの問題は、短い期間で大表面積基板を大容量スループットでパターニングする必要があるときに、特に重要となる。   A further problem with electron beam lithography is that data related defects can occur. As can be expected, large data files (large patterns) are more susceptible to data-related defects, such as blanking or deflection errors, caused by data input mismatches to the engineering control hard wafer. Other defects, such as sample charging, backscattering, calculation errors, dust adhesion, outgassing, and contamination, can also occur. As mentioned above, the long “write time” associated with electron beam lithography tends to cause random defects, such as those listed above. These problems are particularly important when it is necessary to pattern a large surface area substrate with a large capacity throughput in a short period of time.

NILは、相対的に低コスト、高スループット、及び高分解能という利点を有する別な既知のナノパターニング手法である。鋳型は典型的には、熱力学的変形を利用して、インプリントレジスト上にパターンを生成するのに用いられる。続いてレジストはエッチングプロセスを介して除去されることで、基板上にパターンが現れる。インプリントレジストは典型的には、インプリント中に熱又はUV光によって硬化するモノマー又はポリマー組成物である。レジストと鋳型との間の接合は、変形プロセス後に容易に取り外されることを保証するように制御される。   NIL is another known nanopatterning technique that has the advantages of relatively low cost, high throughput, and high resolution. The mold is typically used to generate a pattern on the imprint resist using thermodynamic deformation. Subsequently, the resist is removed through an etching process, so that a pattern appears on the substrate. An imprint resist is typically a monomer or polymer composition that is cured by heat or UV light during imprinting. The bond between the resist and the mold is controlled to ensure that it is easily removed after the deformation process.

既存のNILに係る問題は、レジスト上にインプリントを行うのに高分解能の鋳型を製造する必要があることである。鋳型の分解能が上がるにつれて、NIL法の使用に係るコストも増大する。その理由は、鋳型の製造は、NILに含まれる資本コストの大部分をなすからである。   The problem with the existing NIL is that it is necessary to produce a high resolution mold for imprinting on the resist. As the mold resolution increases, the costs associated with using the NIL method also increase. The reason for this is that mold production is a major part of the capital cost included in NIL.

従って、基板表面上に高分解能のパターンをインプリントする方法を改善しながらも、上述の問題を回避又は少なくとも改善することが必要とされている。   Therefore, there is a need to avoid or at least ameliorate the above problems while improving the method of imprinting high resolution patterns on the substrate surface.

NIL法を用いることによって、基板表面上に高分解能のパターンをインプリントする方法を改善すると同時に、テンプレート作製のコストを最小限に抑制することもまた必要とされている。   There is also a need to improve the method of imprinting high resolution patterns on the substrate surface by using the NIL method, while at the same time minimizing the cost of template production.

第1態様によると、画定された表面パターンをポリマー構造の1次インプリント表面に押圧することで、該1次インプリント表面上に2次インプリントを形成する工程を有する、ポリマー構造上へのインプリント作製方法が供される。   According to a first aspect, onto the polymer structure, comprising pressing a defined surface pattern against the primary imprint surface of the polymer structure to form a secondary imprint on the primary imprint surface. An imprint production method is provided.

一の実施例では、ナノサイズ又はミクロンサイズの画定された表面パターンを、ポリマー構造のナノサイズ又はミクロンサイズの1次インプリント表面に押圧することで、該ナノサイズ又はミクロンサイズの1次インプリント表面上にナノサイズ又はミクロンサイズの2次インプリントを形成する工程を有する、ポリマー構造上へのナノサイズ又はミクロンサイズのインプリント作製方法が供される。一の実施例では、2次インプリントはナノサイズの寸法を有する一方で、1次インプリントはミクロンサイズの寸法を有する。   In one embodiment, the nano-sized or micron-sized primary imprint is pressed against a nano-sized or micron-sized primary imprint surface of the polymer structure by pressing a defined surface pattern of the nano-sized or micron size. A method of making a nano- or micron-size imprint on a polymer structure is provided, comprising the step of forming a nano- or micron-size secondary imprint on the surface. In one embodiment, the secondary imprint has nano-sized dimensions, while the primary imprint has micron-sized dimensions.

一の実施例では、1次インプリント及び2次インプリントのうちの少なくとも1つは長手チャネルである。有利となるように、1次インプリントのチャネル幅は、前記プロセス工程後に、約2〜約13倍にまで減少させて良い。一の実施例では、1次ポリマーインプリントは、同様なナノサイズのインプリントを有する鋳型を用いることなく、ナノサイズにすることができる。従って本明細書で開示されたプロセスを用いることによって、1次インプリントのチャネル幅を顕著に減少させることが可能となる。   In one embodiment, at least one of the primary imprint and the secondary imprint is a longitudinal channel. Advantageously, the primary imprint channel width may be reduced to about 2 to about 13 times after the process step. In one example, the primary polymer imprint can be nanosized without using a template with a similar nanosized imprint. Therefore, by using the process disclosed herein, the channel width of the primary imprint can be significantly reduced.

第2態様によると、ポリマー構造上にインプリントを作製する方法が供される。当該方法は:
(a) 画定された表面パターンを有する鋳型を前記ポリマー構造の表面に押圧することで、該ポリマー構造の表面上に1次インプリントを形成する工程;及び、
(b) 画定された表面パターンを有する鋳型を前記のポリマー構造の1次インプリントの表面に押圧することで、該1次インプリントの表面上に2次インプリントを形成する工程;
を有する。
According to a second aspect, a method for making an imprint on a polymer structure is provided. The method is:
(A) forming a primary imprint on the surface of the polymer structure by pressing a mold having a defined surface pattern against the surface of the polymer structure; and
(B) forming a secondary imprint on the surface of the primary imprint by pressing a mold having a defined surface pattern against the surface of the primary imprint of the polymer structure;
Have

一の実施例では、ポリマー構造上にナノサイズのインプリントを作製する方法が供される。当該方法は:
(a) 画定されたミクロンサイズのチャネルパターンを有する鋳型を前記ポリマー構造の表面に押圧することで、該ポリマー構造の表面上にミクロンサイズの1次チャネルを形成する工程;及び、
(b) 画定された表面パターンを有する鋳型を前記のポリマー構造のミクロンサイズの1次チャネルの表面に押圧することで、該ミクロンサイズの1次チャネルの表面上にナノサイズの2次チャネルを形成する工程;
を有する。前記チャネルの幅はナノサイズ範囲にまで減少する。
In one embodiment, a method is provided for creating a nano-sized imprint on a polymer structure. The method is:
(A) pressing a template having a defined micron-sized channel pattern against the surface of the polymer structure to form micron-sized primary channels on the surface of the polymer structure;
(B) Pressing a template having a defined surface pattern against the surface of the micron-sized primary channel of the polymer structure to form a nano-sized secondary channel on the surface of the micron-sized primary channel The step of:
Have The width of the channel is reduced to the nanosize range.

第3態様によると、インプリントされたポリマー構造が供される。当該インプリントされたポリマー構造は、画定された表面パターンを有する鋳型をポリマー構造の1次インプリント表面に押圧することで、該1次インプリント表面上に2次インプリントを形成する工程を有する方法によって作製される。   According to a third aspect, an imprinted polymer structure is provided. The imprinted polymer structure comprises forming a secondary imprint on the primary imprint surface by pressing a template having a defined surface pattern against the primary imprint surface of the polymer structure. Produced by the method.

一の実施例では、ナノサイズ又はミクロンサイズのインプリントされたポリマー構造が供される。当該ナノサイズ又はミクロンサイズのインプリントされたポリマー構造は、画定された表面パターンを有する鋳型を、ナノサイズ又はミクロンサイズのポリマー構造の1次インプリント表面に押圧することで、該1次インプリント表面上にナノサイズ又はミクロンサイズの2次インプリントを形成する工程を有する方法によって作製される。   In one embodiment, a nano-sized or micron-sized imprinted polymer structure is provided. The nano-sized or micron-sized imprinted polymer structure is formed by pressing a template having a defined surface pattern against the primary imprinted surface of the nano-sized or micron-sized polymer structure. It is produced by a method having a step of forming a nano-sized or micron-sized secondary imprint on the surface.

第4態様によると、上述のインプリントされたポリマー構造のナノエレクトロニクスへの利用が供される。   According to the fourth aspect, the above-mentioned imprinted polymer structure is used for nanoelectronics.

ポリマー構造上の1次及び2次インプリントを作製する開示されたプロセスを概略的に表している。1 schematically represents a disclosed process for making primary and secondary imprints on a polymer structure. 開示された方法を用いて作製されたポリマー構造の走査型電子顕微鏡(SEM)像を図示している。FIG. 3 illustrates a scanning electron microscope (SEM) image of a polymer structure made using the disclosed method. チャネル幅減少の傾向を2次鋳型パターンの関数として表したグラフを図示している。FIG. 6 illustrates a graph representing the trend of channel width reduction as a function of secondary template pattern. 開示された方法を用いて作製されたポリマー構造の走査型電子顕微鏡(SEM)像を図示している。FIG. 3 illustrates a scanning electron microscope (SEM) image of a polymer structure made using the disclosed method.

本明細書において用いられる以下の語は以下のような意味を有するものとする。   The following words used in this specification shall have the following meanings.

「ナノサイズ」という語は、約1nm〜約1μm未満のナノサイズ範囲の厚さを有する構造を指称する。   The term “nanosize” refers to a structure having a thickness in the nanosize range of about 1 nm to less than about 1 μm.

「ミクロンサイズ」という語は、約1μm〜約10μm未満のミクロンサイズ範囲の厚さを有する構造を指称する。   The term “micron size” refers to a structure having a thickness in the micron size range of about 1 μm to less than about 10 μm.

本明細書において用いられている「チャネル」という語は概して、ポリマー構造底部から延びている1対の突起間に設けられている空間領域を指称する。ここで各突起は長手軸に沿って延びる長さを有し、高さ及び幅は前記長手軸に対して垂直である。本明細書において用いられている「チャネル幅」という語は、ポリマー構造の長手軸に対して垂直なチャネルの幅を指称する。一般的にはポリマー上には複数のチャネルが存在する。   As used herein, the term “channel” generally refers to a spatial region provided between a pair of protrusions extending from the bottom of the polymer structure. Here, each protrusion has a length extending along the longitudinal axis, and the height and the width are perpendicular to the longitudinal axis. As used herein, the term “channel width” refers to the width of the channel perpendicular to the longitudinal axis of the polymer structure. In general, there are multiple channels on the polymer.

「フォトレジスト」という語は、半導体製造プロセスにおいて一般的に用いられている感光性材料を意味する。詳細には、フォトレジストとは、物理的特性の変化を示す材料を意味する。物理的特性の変化とはたとえば、特定の溶媒に対する溶解度変化、つまり照射によって誘起されるその材料の分子構造の瞬間的変化による可溶化又は不溶化である。   The term “photoresist” refers to a photosensitive material commonly used in semiconductor manufacturing processes. Specifically, photoresist means a material that exhibits changes in physical properties. The change in physical property is, for example, a change in solubility in a specific solvent, that is, solubilization or insolubilization due to an instantaneous change in the molecular structure of the material induced by irradiation.

本明細書において用いられる「ポジ型のフォトレジスト」という語は、露光−典型的には紫外光の照射−によって、対応する現像液中で可溶化するポリマー材料を指称する。   As used herein, the term “positive photoresist” refers to a polymeric material that is solubilized in a corresponding developer by exposure—typically irradiation with ultraviolet light.

本明細書において用いられる「ネガ型のフォトレジスト」という語は、露光−典型的には紫外光の照射−によって、対応する現像液中で不溶化するポリマー材料を指称する。   As used herein, the term “negative photoresist” refers to a polymeric material that is insolubilized in the corresponding developer by exposure—typically irradiation with ultraviolet light.

本明細書において用いられる「現像液」という語は一般的には、様々な種類のフォトレジストポリマー用の溶媒として用いられる−通常は塩基性である有機性又は水性の媒質を指称する。   As used herein, the term “developer” is generally used as a solvent for various types of photoresist polymers—referring to organic or aqueous media that are usually basic.

本明細書において開示されている「鋳型」という語は一般的に、特定の製品の成形若しくは製造に用いられる鋳型構造又はマスター鋳型を指称する。   As used herein, the term “mold” generally refers to a mold structure or master mold used to mold or manufacture a particular product.

本明細書における「押圧する」という語は、一の物体を他の物体へ押しつけること、他の物体を一の物体へ押しつけること、又は一の物体と他の物体が互いに同時に接近することで圧縮力を与えることを指称する。たとえば「AをBに押圧する」という語は、物体Aを物体Bに押しつける場合だけではなく、物体Bを物体Aに押しつける場合や、物体Aと物体Bを互いに押しつけ合う場合も含む。   In this specification, the term “press” refers to compression by pressing one object against another object, pressing another object against one object, or when one object and another object approach each other simultaneously. Refers to giving power. For example, the term “press A against B” includes not only the case where object A is pressed against object B but also the case where object B is pressed against object A, and the case where object A and object B are pressed against each other.

本明細書において用いられている「ポリマー」という語は、同一モノマー成分から得られる2種類以上の単位を有する分子を意味する。そのため「ポリマー」は、コポリマー、ターポリマー、多成分ポリマー、グラフトコポリマー、ブロックコポリマー等を生成する様々なモノマー成分から得られる分子を含む。   As used herein, the term “polymer” means a molecule having two or more units obtained from the same monomer component. As such, “polymer” includes molecules derived from various monomer components that produce copolymers, terpolymers, multicomponent polymers, graft copolymers, block copolymers, and the like.

本明細書において用いられている「表面パターン」という語は一般的に、本明細書において開示されている任意の構造に係る外側表面を指称する。   As used herein, the term “surface pattern” generally refers to an outer surface according to any structure disclosed herein.

本明細書において用いられている「スピンコーティング」という語、又は文法上の要請によりこの語尾が変化したものは一般的に、ポリマー溶液が表面上に分散されるプロセスであって、かつその表面を急速に回転させることで、その溶液に遠心力を及ぼすことでその溶液が広がり、かつそのプロセス中に脱溶媒和したポリマーの薄膜が形成されるプロセス、を指称する。   As used herein, the term “spin coating” or a grammatical change to this ending generally refers to a process in which a polymer solution is dispersed on a surface and the surface is It refers to a process in which by rotating rapidly, the solution is spread by applying centrifugal force to the solution, and a thin film of desolvated polymer is formed during the process.

「実質的」という語は「完全に」という語を排除しない。たとえば、鋳型Bに対して「実質的に平行に」設けられた鋳型Aは、鋳型Bの長手軸に対して完全に平行であっても良い。必要な場合、「実質的に」という語は本発明の定義から省略されても良い。   The word “substantially” does not exclude the word “completely”. For example, the mold A provided “substantially parallel” to the mold B may be completely parallel to the longitudinal axis of the mold B. Where necessary, the term “substantially” may be omitted from the definition of the present invention.

本明細書において用いられているように、組成の成分の濃度を表す際に用いられる「約」という語は、典型的には記載された値の±5%、より典型的には記載された値の±4%、より典型的には記載された値の±3%、より典型的には記載された値の±2%、さらにより典型的には記載された値の±1%で、さらにより典型的には記載された値の±0.5%であることを意味する。   As used herein, the term “about” used in expressing the concentration of a component of a composition is typically ± 5% of the stated value, more typically described. ± 4% of the value, more typically ± 3% of the stated value, more typically ± 2% of the stated value, even more typically ± 1% of the stated value, Even more typically it means ± 0.5% of the stated value.

本明細書全体を通じて、特定の実施例がある数値範囲を示した上で開示されている。数値範囲を示した記載は単に簡便を期すためのものに過ぎず、開示された範囲の技術的範囲を自由度のない状態で限定するものと解されてはならない。従って範囲の記載は、その範囲内に属する個別の数値のみならず、考えられ得るその範囲内の別な範囲をも具体的に開示しているものと解されるべきである。たとえば、1〜6の範囲の記載は、その範囲内に属する個別の数値−たとえば1、2、3、4、5、6−だけではなく、たとえば1〜3、1〜4、1〜5、2〜4、2〜6、3〜6等の1〜6の範囲に属する別な範囲をも具体的に開示していると解されるべきである。このことは、その範囲の広さに関係なく適用される。   Throughout this specification, specific embodiments have been disclosed with certain numerical ranges. The description indicating the numerical range is merely for convenience and should not be construed as limiting the technical scope of the disclosed range in a state of no freedom. Accordingly, the description of a range should be understood to specifically disclose not only individual numerical values within that range but also other possible ranges within that range. For example, the description of a range from 1 to 6 is not limited to individual numerical values belonging to the range-for example 1, 2, 3, 4, 5, 6-, for example, 1-3, 1-4, 1-5, It should be understood that other ranges belonging to the ranges of 1 to 6 such as 2 to 4, 2 to 6, and 3 to 6 are also specifically disclosed. This applies regardless of the breadth of the range.

ポリマー構造上にインプリントを作製する方法に係る典型的な非限定的実施例についてここで開示する。   Exemplary non-limiting examples of methods for making imprints on polymer structures are disclosed herein.

一の実施例では、画定された表面パターンを有する鋳型を、ポリマー構造のナノサイズ又はミクロンサイズの1次インプリント表面に押圧することで、該ナノサイズ又はミクロンサイズの1次インプリント表面上にナノサイズ又はミクロンサイズの2次インプリントを形成する工程を有する、ポリマー構造上へのインプリント作製方法が供される。   In one embodiment, a template having a defined surface pattern is pressed onto a nano- or micron-sized primary imprint surface of a polymer structure onto the nano- or micron-sized primary imprint surface. A method of making an imprint on a polymer structure is provided, which includes forming a nano- or micron-sized secondary imprint.

他の実施例では、2次インプリントは前記1次インプリントよりも小さな寸法である。一の実施例では、1次インプリントはナノサイズ又はミクロンサイズであって良い。有利となるように、1次ポリマーのインプリントは、同様なナノサイズのインプリントを有する鋳型を用いることなく、ナノサイズにすることが可能である。これによりナノインプリントリソグラフィに含まれるコストが実効的に減少する。その理由は、インプリントされるポリマーと同様なナノサイズのインプリントを有する鋳型は概して高価だからである。   In another embodiment, the secondary imprint has a smaller dimension than the primary imprint. In one embodiment, the primary imprint may be nano-sized or micron-sized. Advantageously, the primary polymer imprint can be nanosized without using a template with a similar nanosized imprint. This effectively reduces the costs involved in nanoimprint lithography. The reason is that molds with nanosize imprints similar to the imprinted polymer are generally expensive.

ポリマー構造の1次インプリントは、インプリントされたポリマー構造表面上にインプリントされた概ね長手方向に延びる複数のチャネルを有して良い。同様に2次インプリントも、1次ポリマー構造の表面上にインプリントされた概ね長手方向に延びる複数のチャネルを有して良い。   The primary imprint of the polymer structure may have a plurality of generally longitudinally extending channels imprinted on the imprinted polymer structure surface. Similarly, a secondary imprint may have a plurality of generally longitudinally extending channels imprinted on the surface of the primary polymer structure.

他の実施例では、ポリマー構造上にインプリントを作製する方法が供される。当該方法では、プロセス工程が前記1次インプリントのチャネル幅を減少させることができる。   In another embodiment, a method for making an imprint on a polymer structure is provided. In this method, the process step can reduce the channel width of the primary imprint.

一の実施例では、1次インプリントのチャネル幅を、約2〜約13倍、約2〜約10倍、約2〜約8倍、及び約2〜約8倍の範囲からなる群から選ばれる範囲で減少させることが可能である。   In one embodiment, the primary imprint channel width is selected from the group consisting of about 2 to about 13 times, about 2 to about 10 times, about 2 to about 8 times, and about 2 to about 8 times. It is possible to reduce within a range.

有利となるように、1次インプリントの減少したチャネル幅は、ナノ金属ライン又は細線を堆積するのに用いられて良い。   Advantageously, the reduced channel width of the primary imprint can be used to deposit nanometal lines or wires.

一の実施例では、前記1次インプリントのチャネル幅が前記プロセス工程によって減少した後、前記幅をミクロンサイズ範囲からナノサイズ範囲にまで減少することが可能である。一の実施例では、前記プロセス工程前に、前記1次インプリントのチャネル幅は、約2μmよりも大きなサイズから、約1.5μmよりも大きなサイズから、約1μmよりも大きなサイズから、及び約0.5μmよりも大きなサイズから、減少して良い。他の実施例では、前記プロセス工程後、前記1次インプリントのチャネル幅は、約800nm未満のサイズ、約750nm未満のサイズ、約700nm未満のサイズ、約650nm未満のサイズ、約500nm未満のサイズ、約450nm未満のサイズ、約400nm未満のサイズ、約350nm未満のサイズ、及び約150nm未満のサイズにまで減少させることが可能である。   In one embodiment, after the primary imprint channel width has been reduced by the process step, the width can be reduced from a micron size range to a nano size range. In one embodiment, prior to the process step, the channel width of the primary imprint is from a size greater than about 2 μm, from a size greater than about 1.5 μm, from a size greater than about 1 μm, and about The size may be decreased from a size larger than 0.5 μm. In another embodiment, after the process step, the channel width of the primary imprint is less than about 800 nm, less than about 750 nm, less than about 700 nm, less than about 650 nm, less than about 500 nm. , Less than about 450 nm, less than about 400 nm, less than about 350 nm, and less than about 150 nm.

特別な実施例では、前記プロセス工程後、前記1次インプリントのチャネル幅は、約1μmよりも大きな範囲のサイズから約800nm未満の範囲のサイズにまで減少して良い。より好適には、前記プロセス工程後、前記1次インプリントのチャネル幅は、約1μmよりも大きな範囲のサイズから約500nm未満の範囲のサイズにまで減少して良い。   In a special embodiment, after the process step, the channel width of the primary imprint may be reduced from a size in the range of greater than about 1 μm to a size in the range of less than about 800 nm. More preferably, after the process step, the channel width of the primary imprint may be reduced from a size in the range of greater than about 1 μm to a size in the range of less than about 500 nm.

一の実施例では、ポリマー構造はフォトレジストを有して良い。他の実施例では、フォトレジストは、SU−8、ジアゾナフトキノン−ノボラック樹脂(DNA/NR)、BF410(東京応化工業)、及びこれらの組合せからなる群から選ばれて良い。   In one example, the polymer structure may include a photoresist. In other embodiments, the photoresist may be selected from the group consisting of SU-8, diazonaphthoquinone-novolak resin (DNA / NR), BF410 (Tokyo Ohka Kogyo), and combinations thereof.

一の実施例では、本明細書に開示されているポリマーは熱可塑性ポリマーを有して良い。典型的な熱可塑性ポリマーには、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、アクリル、セルロイド、エチレンビニルアセテート(EVA)、エチレンビニルアルコール(EVAL)、フルオロプラスチック、液晶ポリマー(LCP)、ポリアセタール(POM又はアセタール)、ポリアクリロニトリル(PAN又はアクリロニトリル)、ポリアミド−イミド(PAI)、ポリアリルエーテルケトン(PAEK又はケトン)、ポリブタジエン(PBD)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレート(PCT)、ポリヒドロキシアルカノアート(PHA)、ポリケトン(PK)、ポリエステル、ポリエチレン(PE)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエチレンクロリナート(PEC)、ポリ乳酸(PLA)、ポリメチルペンテン(PMP)、ポリフェニレンオキサイド(PPO)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリフタルアミド(PPA)、ポリスルホン(PSU)、ポリビニリデンクロライド(PVDC)、スペクトラロン、ポリメチルメタクリラート(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリビニルアセテート(PVA)、2軸配向ポリプロピレン(BOPP)、ポリスチレン(PS)、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリ(アミド)、ポリアクリル、ポリ(ブチレン)、ポリ(ペンタジエン)、ポリビニルクロライド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリイミド、セルロース、セルロースアセテート、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−ブテン−プロピレンターポリマー、ポリオキサゾリン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリビニルピロリダン、及びこれらの混合物からなる群から選ばれたポリマーが含まれるが、これらに限定されるわけではない。   In one example, the polymer disclosed herein may comprise a thermoplastic polymer. Typical thermoplastic polymers include acrylonitrile butadiene styrene (ABS), acrylic, celluloid, ethylene vinyl acetate (EVA), ethylene vinyl alcohol (EVAL), fluoroplastic, liquid crystal polymer (LCP), polyacetal (POM or acetal), Polyacrylonitrile (PAN or acrylonitrile), polyamide-imide (PAI), polyallyl ether ketone (PAEK or ketone), polybutadiene (PBD), polycaprolactone (PCL), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), polyethylene terephthalate (PET) , Polycyclohexylenedimethylene terephthalate (PCT), polyhydroxyalkanoate (PHA), polyketone (PK), polyester, polyethylene (PE), polyetheretherketone (PEEK), polyetherimide (PEI), polyethersulfone (PES), polyethylene chlorinate (PEC), polylactic acid (PLA), polymethylpentene (PMP), polyphenylene oxide ( PPO), polyphenylene sulfide (PPS), polyphthalamide (PPA), polysulfone (PSU), polyvinylidene chloride (PVDC), spectralone, polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyvinyl acetate (PVA), Biaxially oriented polypropylene (BOPP), polystyrene (PS), polypropylene, high density polyethylene (HDPE), poly (amide), polyacryl, poly (butylene), poly (pentadiene), polyvinyl chloride Ride, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polysulfone, polyimide, cellulose, cellulose acetate, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene-propylene terpolymer, polyoxazoline, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinylpyrrolidone, and mixtures thereof Polymers selected from the group are included, but are not limited to these.

一の特別な実施例では、熱可塑性ポリマーはポリスチレン(PS)を有して良い。   In one particular embodiment, the thermoplastic polymer may comprise polystyrene (PS).

一の実施例では、ポリマー構造上にインプリントを作製する方法が供される。当該方法では、プロセス工程が前記ポリマー構造のガラス転移温度未満の温度で実行されることで、前記1次インプリント上に2次インプリントが形成されて良い。他の実施例では、前記プロセス工程は、約20℃〜約100℃、約20℃〜約85℃、約20℃〜約65℃、約20℃〜約45℃、約30℃〜約100℃、約45℃〜約100℃、約65℃〜約100℃、及び約85℃〜約100℃の範囲からなる群から選ばれた範囲内の温度で実行されて良い。一の特別な実施例では、前記プロセス工程中での温度条件は約40℃〜約65℃である。   In one embodiment, a method for making an imprint on a polymer structure is provided. In the method, a secondary imprint may be formed on the primary imprint by performing a process step at a temperature lower than the glass transition temperature of the polymer structure. In other embodiments, the process steps include about 20 ° C to about 100 ° C, about 20 ° C to about 85 ° C, about 20 ° C to about 65 ° C, about 20 ° C to about 45 ° C, about 30 ° C to about 100 ° C. At a temperature within a range selected from the group consisting of about 45 ° C to about 100 ° C, about 65 ° C to about 100 ° C, and about 85 ° C to about 100 ° C. In one particular embodiment, the temperature conditions during the process steps are from about 40 ° C to about 65 ° C.

一の実施例では、ポリマー構造上にインプリントを作製する方法が供される。当該方法は、前記プロセス工程の前に、画定された表面パターンを有する鋳型を前記ポリマー構造の表面に押圧することによって、前記ポリマー構造の表面上に1次インプリントを形成する工程をさらに有する。   In one embodiment, a method for making an imprint on a polymer structure is provided. The method further includes forming a primary imprint on the surface of the polymer structure by pressing a mold having a defined surface pattern against the surface of the polymer structure prior to the process step.

一の実施例では、ポリマー構造上に1次インプリントを形成するプロセス工程は、約50℃〜約180℃、約50℃〜約150℃、約50℃〜約100℃、約50℃〜約80℃、約100℃〜約180℃、及び約150℃〜約180℃の範囲からなる群から選ばれる範囲内の温度で行われて良い。一の特別な実施例では、前記プロセス工程中での温度条件は約90℃〜約140℃である。   In one example, the process steps for forming the primary imprint on the polymer structure include about 50 ° C. to about 180 ° C., about 50 ° C. to about 150 ° C., about 50 ° C. to about 100 ° C., about 50 ° C. to about It may be performed at a temperature within a range selected from the group consisting of 80 ° C, about 100 ° C to about 180 ° C, and about 150 ° C to about 180 ° C. In one particular embodiment, the temperature conditions during the process steps are from about 90 ° C to about 140 ° C.

一の実施例では、ポリマー構造上にインプリントを作製する方法が供される。当該方法では、前記プロセス工程中での圧力条件は、約2MPa〜約10MPa、約2MPa〜約8MPa、及び約2MPa〜約5MPaの範囲からなる群から選ばれる範囲内であって良い。一の特別な実施例では、前記プロセス工程中での圧力条件は約4MPa〜約6MPaである。   In one embodiment, a method for making an imprint on a polymer structure is provided. In the method, the pressure condition in the process step may be within a range selected from the group consisting of about 2 MPa to about 10 MPa, about 2 MPa to about 8 MPa, and about 2 MPa to about 5 MPa. In one particular embodiment, the pressure conditions during the process step are from about 4 MPa to about 6 MPa.

一の実施例では、ポリマー構造上にインプリントを作製する方法が供される。当該方法では、前記プロセス工程中での時間条件は、約1分〜約15分、約1分〜約10分、約1分〜約5分、約5分〜約15分、及び約10分〜約15分の範囲からなる群から選ばれる範囲内であって良い。一の特別な実施例では、前記プロセス工程中での時間条件は約5分〜約10分である。   In one embodiment, a method for making an imprint on a polymer structure is provided. In the method, the time conditions in the process steps are about 1 minute to about 15 minutes, about 1 minute to about 10 minutes, about 1 minute to about 5 minutes, about 5 minutes to about 15 minutes, and about 10 minutes. It may be within a range selected from the group consisting of about 15 minutes. In one particular embodiment, the time conditions during the process steps are from about 5 minutes to about 10 minutes.

一の実施例では、ポリマー構造上にインプリントを作製する方法が供される。当該方法は、前記プロセス工程の後に、画定された表面パターンを有する他の鋳型を前記ポリマー構造の2次インプリント表面に押圧することによって、前記ポリマー構造の2次インプリント表面上に3次インプリントを形成する工程をさらに有する。   In one embodiment, a method for making an imprint on a polymer structure is provided. The method includes, after the process step, a third imprint on the secondary imprint surface of the polymer structure by pressing another template having a defined surface pattern against the secondary imprint surface of the polymer structure. The method further includes forming a print.

有利となるように、前記2次インプリント表面上に3次インプリントを形成する工程が実行される結果、前記2次インプリントのチャネル幅を減少させることが可能となる。従って3次のナノサイズインプリントは、3次のナノサイズインプリントと同様のサイズの鋳型を用いることなく作製することが可能である。   Advantageously, the step of forming a tertiary imprint on the secondary imprint surface is performed, so that the channel width of the secondary imprint can be reduced. Accordingly, the third-order nanosize imprint can be produced without using a template having the same size as the third-order nanosize imprint.

一の実施例では、1次インプリント及び2次インプリントは全体として長手チャネルであって良い。前記プロセス工程は、該プロセス工程中に鋳型を配向させる工程を有して良い。それにより、前記1次インプリント及び2次インプリントの長手軸は、約0°〜約90°、約0°〜約80°、約0°〜約65°、約0°〜約45°、約0°〜約25°、約10°〜約90°、約20°〜約90°、約35°〜約90°、約45°〜約90°、約60°〜約90°、からなる群から選ばれる角度の範囲内で相互に位置合わせさせた角度に位置する。一の特別な実施例では、1次インプリントと2次インプリントの長手軸の位置合わせ角は約25°〜約60°である。   In one embodiment, the primary imprint and the secondary imprint may be longitudinal channels as a whole. The process step may include a step of orienting the template during the process step. Thereby, the longitudinal axis of the primary imprint and the secondary imprint is about 0 ° to about 90 °, about 0 ° to about 80 °, about 0 ° to about 65 °, about 0 ° to about 45 °, About 0 ° to about 25 °, about 10 ° to about 90 °, about 20 ° to about 90 °, about 35 ° to about 90 °, about 45 ° to about 90 °, about 60 ° to about 90 ° They are positioned at angles that are aligned with each other within a range of angles selected from the group. In one particular embodiment, the alignment angle of the longitudinal axes of the primary imprint and secondary imprint is from about 25 ° to about 60 °.

一の実施例では、鋳型は前記プロセス工程中に配向されて良い。それにより、前記1次インプリント及び2次インプリントの長手軸は、互いに実質的に平行となることができる。他の実施例では、鋳型は前記プロセス工程中に配向されて良い。それにより、前記1次インプリント及び2次インプリントの長手軸は、互いが45°の角度をなした状態で位置合わせされて良い。さらに他の実施例では、鋳型は前記プロセス工程中に配向されて良い。それにより、前記1次インプリント及び2次インプリントの長手軸は、互いに実質的に垂直となることができる。   In one embodiment, the mold may be oriented during the process step. Thereby, the longitudinal axes of the primary imprint and the secondary imprint can be substantially parallel to each other. In other embodiments, the mold may be oriented during the process step. Thereby, the longitudinal axes of the primary imprint and the secondary imprint may be aligned with each other at an angle of 45 °. In yet other embodiments, the mold may be oriented during the process step. Accordingly, the longitudinal axes of the primary imprint and the secondary imprint can be substantially perpendicular to each other.

有利となるように、鋳型が配向することで、前記プロセス工程中に前記1次インプリントと2次インプリントの長手軸が、0°〜90°の角度をなした状態で位置合わせされるときに、様々なチャネル幅を有する様々な種類のインプリントされたポリマー構造が作製されて良い。さらに、前記1次インプリントと2次インプリントの長手軸が、互いに実質的に垂直となるか、又は45°の角度をなした状態で位置合わせされるとき、1次インプリントのチャネル幅は大きく減少する。さらに、前記1次インプリントと2次インプリントの長手軸が互いに実質的に垂直であるとき、前記チャネル幅はより大きく減少する。従って、減少したチャネル幅を有する1次インプリントは、ナノ金属ライン又は細線を堆積するのに有用である。   Advantageously, when the mold is oriented, the primary imprint and secondary imprint longitudinal axes are aligned at an angle of 0 ° to 90 ° during the process step. In addition, different types of imprinted polymer structures with different channel widths can be made. Further, when the longitudinal axes of the primary imprint and the secondary imprint are aligned substantially perpendicular to each other or at an angle of 45 °, the channel width of the primary imprint is Decrease significantly. Furthermore, the channel width decreases more greatly when the longitudinal axes of the primary imprint and secondary imprint are substantially perpendicular to each other. Thus, a primary imprint having a reduced channel width is useful for depositing nanometal lines or wires.

1次インプリントのチャネル幅の減少は、複数の因子−たとえば用いられるポリマーの種類やプロセス工程中に印加される圧力−の組合せに依存すると考えられる。たとえば様々な熱力学特性を有する様々な種類のポリマーが、プロセス工程中にチャネル幅のサイズに影響を及ぼすと考えられる。   The reduction in primary imprint channel width is believed to depend on a combination of several factors, such as the type of polymer used and the pressure applied during the process step. For example, different types of polymers with different thermodynamic properties are believed to affect channel width size during the process steps.

1次インプリントを形成する鋳型及び/又は2次インプリントを形成する鋳型の画定された表面パターンは、前記鋳型から延在する複数の突起を有して良い。各突起は前記鋳型の長手軸に対して垂直な幅寸法を有する。一の実施例では、ポリマー構造上に1次インプリントを形成する鋳型の幅寸法は、約0.25μm〜約10μm、約0.25μm〜約4μm、約0.25μm〜約2μm、約0.5μm〜約10μm、約1.5μm〜約10μm、及び約4μm〜約10μmの範囲からなる群から選ばれる範囲内であって良い。一の特別な実施例では、1次インプリント用の鋳型の幅寸法は約0.25μm〜約2μmである。   The defined surface pattern of the mold that forms the primary imprint and / or the mold that forms the secondary imprint may have a plurality of protrusions extending from the mold. Each protrusion has a width dimension perpendicular to the longitudinal axis of the mold. In one embodiment, the width dimension of the mold that forms the primary imprint on the polymer structure is about 0.25 μm to about 10 μm, about 0.25 μm to about 4 μm, about 0.25 μm to about 2 μm, about 0.1 .mu.m. It may be within a range selected from the group consisting of 5 μm to about 10 μm, about 1.5 μm to about 10 μm, and about 4 μm to about 10 μm. In one particular embodiment, the width dimension of the primary imprint mold is from about 0.25 μm to about 2 μm.

一の実施例では、ポリマー構造上にインプリントを作製する方法が供される。当該方法は、前記プロセス工程の前に、基板上にポリマーをスピンコーティングしてポリマー構造を作製する工程をさらに有する。前記基板は前記ポリマーに対して化学的に不活性であって良い。一の実施例では、前記基板は、シリコン、ガラス、金属、金属酸化物、二酸化シリコン、シリコン窒化物、インジウムスズ酸化物、セラミックス、サファイア、ポリマー、及びこれらの混合物からなる群から選ばれて良い。   In one embodiment, a method for making an imprint on a polymer structure is provided. The method further includes the step of spin coating a polymer on the substrate to produce a polymer structure prior to the process step. The substrate may be chemically inert to the polymer. In one embodiment, the substrate may be selected from the group consisting of silicon, glass, metal, metal oxide, silicon dioxide, silicon nitride, indium tin oxide, ceramics, sapphire, polymer, and mixtures thereof. .

一の実施例では、ポリマー構造上にインプリントを作製する方法が供される。当該方法は、前記プロセス工程の後に、前記基板から残余層を除去する工程をさらに有する。一の実施例では、酸素プラズマが、前記基板から前記残余層を除去するために導入される。   In one embodiment, a method for making an imprint on a polymer structure is provided. The method further includes a step of removing a residual layer from the substrate after the process step. In one embodiment, oxygen plasma is introduced to remove the residual layer from the substrate.

有利となるように、適切なエッチング耐性を有するポリマーが用いられるとき、前記基板上にチャネル幅を複製するようにエッチングされる下地の基板は、ポリマーインプリントのチャネル幅によって、曝露されることが可能である。従ってインプリントされたポリマー構造は、ナノメーターサイズの部位を基板にエッチングするための乾式又は湿式エッチングマスクとして用いられて良い。   Advantageously, when a polymer with appropriate etch resistance is used, the underlying substrate that is etched to replicate the channel width on the substrate may be exposed by the channel width of the polymer imprint. Is possible. Thus, the imprinted polymer structure may be used as a dry or wet etch mask for etching nanometer sized sites into a substrate.

一の実施例では、ポリマー構造上にインプリントを作製する方法が供される。当該方法は:
(a) 画定された表面パターンを有する鋳型を前記ポリマー構造の表面に押圧することで、該ポリマー構造の表面上に1次インプリントを形成する工程;及び、
(b) 画定された表面パターンを有する鋳型を前記のポリマー構造の1次インプリントの表面に押圧することで、該1次インプリントの表面上に2次インプリントを形成する工程;
を有する。
In one embodiment, a method for making an imprint on a polymer structure is provided. The method is:
(A) forming a primary imprint on the surface of the polymer structure by pressing a mold having a defined surface pattern against the surface of the polymer structure; and
(B) forming a secondary imprint on the surface of the primary imprint by pressing a mold having a defined surface pattern against the surface of the primary imprint of the polymer structure;
Have

添付図面は開示された実施例を表し、かつ開示された実施例の原理を説明する役割を果たす。しかし図面は、例示目的でしかなく、本発明の限定を画定するものではないことに留意して欲しい。   The accompanying drawings represent the disclosed embodiments and serve to explain the principles of the disclosed embodiments. However, it should be noted that the drawings are for illustrative purposes only and do not define limitations of the invention.

図1を参照すると、ポリマー構造上に1次及び2次インプリントを形成する方法10の概略的例示が開示されている。   Referring to FIG. 1, a schematic illustration of a method 10 for forming primary and secondary imprints on a polymer structure is disclosed.

工程1では、突起(12A,12B)からなるインプリントされた表面パターンを有する第1シリコン(Si)の鋳型Aが、平坦なポリスチレンポリマー基板(PS)の表面上で直接的に位置合わせされている。ここで突起(12A,12B)はSi鋳型Aの長さに沿って延在している。Si鋳型Aは、温度140℃において6MPaで10分間、PSポリマー表面に向かって押圧されることで、1次インプリント表面に沿って設けられる溝ギャップ(14A,14B)及び突起(16A,16B,16C)からなる1次インプリントを形成する。   In step 1, a first silicon (Si) mold A having an imprinted surface pattern of protrusions (12A, 12B) is directly aligned on the surface of a flat polystyrene polymer substrate (PS). Yes. Here, the protrusions (12A, 12B) extend along the length of the Si mold A. The Si mold A is pressed toward the PS polymer surface at a temperature of 140 ° C. for 10 minutes at 6 MPa, so that groove gaps (14A, 14B) and protrusions (16A, 16B, 16C) is formed.

続いて1次インプリントが反応性イオンエッチングに曝露されることで、残余層(図示されていない)が除去される。   The primary imprint is then exposed to reactive ion etching to remove the residual layer (not shown).

工程2では、複数の突起(18A,18B,18C,18D,18E,18F)で構成される画定された表面パターンを有するSi鋳型Bが、PSポリマーの1次インプリント表面上に直接設けられる。第2Si鋳型Bは、該Si鋳型Bの長手軸とPSポリマーの長手軸が、互いに0°の位置合わせ角をなす−つまり平行となる−ように、配向する。   In step 2, a Si mold B having a defined surface pattern composed of a plurality of protrusions (18A, 18B, 18C, 18D, 18E, 18F) is provided directly on the primary imprint surface of the PS polymer. The second Si mold B is oriented so that the longitudinal axis of the Si mold B and the longitudinal axis of the PS polymer form an alignment angle of 0 ° with respect to each other, that is, are parallel to each other.

Si鋳型Bは、65℃の温度において6MPaで10分間、1次インプリントの表面に向かって押圧されることで、前記1次インプリントの表面上に複数の溝ギャップ(20A,20B, 20C,20D, 20E,20F)からなる2次インプリントを形成する。工程1における溝ギャップ(14A,14B)の幅の顕著な減少、及び工程2における溝ギャップ(14A’,14B’)の幅の顕著な減少を明確に観測することができる。   The Si mold B is pressed toward the surface of the primary imprint at a temperature of 65 ° C. for 10 minutes at 6 MPa, whereby a plurality of groove gaps (20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F) is formed. A marked decrease in the width of the groove gap (14A, 14B) in step 1 and a significant decrease in the width of the groove gap (14A ', 14B') in step 2 can be clearly observed.

本発明の非限定的な例について、具体例を参照しながらかなり詳細に説明する。これは、如何なる意味においても本発明の技術的範囲を限定するものと解されてはならない。   Non-limiting examples of the present invention will now be described in considerable detail with reference to specific examples. This should not be construed as limiting the technical scope of the present invention in any way.

この例は、ネガ型のフォトレジスト(SU−8)及びポリスチレン(PS)を用いることによってNILでのパターンサイズの減少を実現する鋳型の準備及びインプリント方法を記載している。ここでネガ型のフォトレジスト(SU−8)は米国のミクロケム(Micro Chem)社から販売されていて、及びポリスチレン(PS)はシンガポールのシグマアルドリッチ(Sigma Aldrich)社から販売されている。
[鋳型の処理]
1次インプリントのプロセスに用いられる鋳型はシリコン(Si)で作られた。その鋳型は、ダイアモンドスクライバを用いることによって2cm×2cmのサイズに切り分けられる。その切り分けられた鋳型は、アセトン中と、それに続いてイソプロパノール中で合計10分間超音波洗浄された。鋳型はさらに、酸素プラズマ(80W,250Torr)で10分間処理された。酸素処理後、鋳型は、窒素グローブボックス中において30分間、ペルフルオロデシルトリクロロシラン(FDTS)の20mM溶液でシラン化された。そのグローブボックス中での相対湿度は10〜15%に保持された。続いて鋳型は、ヘプタン及びイソプロパノールで洗浄された。その後鋳型は、如何なる残留溶媒をも除去するため、オーブン中において95℃で1時間ソフトベークされた。
This example describes a template preparation and imprint method that achieves pattern size reduction with NIL by using negative photoresist (SU-8) and polystyrene (PS). Here, negative photoresist (SU-8) is sold by Microchem, USA, and polystyrene (PS) is sold by Sigma Aldrich, Singapore.
[Processing of mold]
The mold used for the primary imprint process was made of silicon (Si). The mold is cut into a size of 2 cm × 2 cm by using a diamond scriber. The cut mold was sonicated in acetone followed by isopropanol for a total of 10 minutes. The mold was further treated with oxygen plasma (80 W, 250 Torr) for 10 minutes. After oxygen treatment, the template was silanized with a 20 mM solution of perfluorodecyltrichlorosilane (FDTS) in a nitrogen glove box for 30 minutes. The relative humidity in the glove box was kept at 10-15%. The mold was subsequently washed with heptane and isopropanol. The mold was then soft baked at 95 ° C. for 1 hour in an oven to remove any residual solvent.

インプリントを行う前、用いられる全ての鋳型は、アセトンとイソプロパノールによる超音波洗浄によって再度10分間洗浄され、その後使用前に窒素で乾燥させた。
[膜の調製]
全レジスト(SU−8)膜は、十分に洗浄されたSiウエハ又はインジウムスズ酸化物(ITO)のいずれかの上にレジストをスピンコーティングすることによって調製された。基板は、酸素プラズマ(80W,250Torr)で10分間処理された。SU−8 2002は、本来はシクロペンタノンで表されるもので、かつ供給者によって受け取られるものとして用いられてきた。用いられたコーティング条件は、2μmの厚さを有するレジスト膜を与えるように定式化された。基板表面1cm毎に約1mlのレジストが用いられた。回転周期は30秒で3000rpmに設定された。レジストが基板に塗布された後、レジストがコーティングされた基板(試料)が、65℃で5分間ソフトベークされ、続いて95℃で5分間ソフトベークされることで、溶媒が蒸発して、レジスト膜の密度が増大した。試料はデジタルレベルのホットプレート上でベーキングされた。
Prior to imprinting, all molds used were washed again for 10 minutes by ultrasonic washing with acetone and isopropanol and then dried with nitrogen before use.
[Preparation of membrane]
The full resist (SU-8) film was prepared by spin coating the resist on either a well cleaned Si wafer or indium tin oxide (ITO). The substrate was treated with oxygen plasma (80 W, 250 Torr) for 10 minutes. SU-8 2002 was originally represented by cyclopentanone and has been used as received by suppliers. The coating conditions used were formulated to give a resist film having a thickness of 2 μm. About 1 ml of resist was used for every 1 cm 2 of the substrate surface. The rotation period was set to 3000 rpm in 30 seconds. After the resist is applied to the substrate, the resist-coated substrate (sample) is soft baked at 65 ° C. for 5 minutes, and then soft baked at 95 ° C. for 5 minutes. The density of the film increased. Samples were baked on a digital level hot plate.

ポリスチレン(PS)膜は、十分に洗浄したシリコンウエハ上で12%のPS溶液(45k)をスピンコーティングすることによって調製された。用いられるコーティング条件は、1.8μm〜2μmの厚さを与えるように定式化された。基板表面1cm毎に約1mlの12%PSが用いられた。用いられた回転周期は、PS試料上で最小の残留層を得るように、30秒で500rpmに設定された。スピンコーティング後、溶媒を揮発させるため、試料は65℃で5分間ソフトベークされた。試料はデジタルレベルのホットプレート上でベーキングされた。
[インプリント条件]
インプリントはオブデュキャット(Obducat)社のインプリント装置で実行された。鋳型が試料上部に設けられ、かつそのインプリント装置へ搬入された。レジストは、90℃において60bar(絶対値)で600秒間インプリント処理された。他方PSは、140℃において40bar(絶対値)で600秒間インプリント処理された。1次インプリントがデューティサイクル1:1で2μmの格子状鋳型によって実行された。用いられる2次鋳型は250nmの格子状鋳型で、デューティサイクルは1:1である。
Polystyrene (PS) films were prepared by spin coating a 12% PS solution (45k) on a well cleaned silicon wafer. The coating conditions used were formulated to give a thickness of 1.8 μm to 2 μm. About 1 ml of 12% PS was used per 1 cm 2 of the substrate surface. The rotation period used was set to 500 rpm in 30 seconds to obtain a minimal residual layer on the PS sample. After spin coating, the sample was soft baked at 65 ° C. for 5 minutes to evaporate the solvent. Samples were baked on a digital level hot plate.
[Imprint conditions]
The imprinting was performed with an Obducat imprinting device. A mold was placed on top of the sample and was carried into the imprint apparatus. The resist was imprinted for 600 seconds at 90 bar and 60 bar (absolute value). On the other hand, PS was imprinted for 600 seconds at 140 bar and 40 bar (absolute value). The primary imprint was performed with a 2 μm grid template with a duty cycle of 1: 1. The secondary mold used is a 250 nm grid mold with a duty cycle of 1: 1.

1次インプリントの初期工程の完了後、2次インプリントが実行される前に、酸素プラズマ(トライオン(TRION)社製RIE)が、残余層(熱力学的に変形したレジスト/PS領域)をエッチングによって除去するのに用いられた。   After completion of the initial process of primary imprinting and before secondary imprinting is performed, oxygen plasma (RIE made by TRION Co., Ltd.) removes the residual layer (thermodynamically deformed resist / PS region). Used to remove by etching.

従って、1次インプリントの残余層を最小限に抑制して、初期の1次レジスト構造のオーバーエッチングを回避することが重要である。さらに残余層を除去する工程は、1次ポリマーの突起を横方向に移動させることを可能にする。それにより、2次インプリントプロセス中に、1次ポリマーのチャネル幅を実効的に減少させることができる。   Therefore, it is important to minimize the residual layer of the primary imprint and avoid overetching of the initial primary resist structure. Further, the step of removing the residual layer allows the primary polymer protrusions to be moved laterally. Thereby, the channel width of the primary polymer can be effectively reduced during the secondary imprint process.

10秒の最適エッチング時間が、残余層をエッチングにより除去するのに用いられた。残余層の厚さに関する一連のエッチング処理が表1に示されている。   An optimal etch time of 10 seconds was used to remove the residual layer by etching. A series of etching processes relating to the thickness of the remaining layer is shown in Table 1.

Figure 2010532283

表1:回転条件、対応する残余層の厚さ、及び必要なエッチング時間を介したPS中での残余層の最適化が示されている。

表1では、回転速度が減少するにつれてエッチング時間が増大することが示されている。
Figure 2010532283

Table 1 shows the optimization of the residual layer in PS via the rotation conditions, the corresponding residual layer thickness and the required etching time.

Table 1 shows that the etching time increases as the rotational speed decreases.

1次インプリント及び残余層エッチング後、2次インプリントプロセスが、レジストについては、40℃の低温(ガラス転移温度未満)において60barで600秒間行われ、かつPSについては65℃において40barで600秒間行われた。   After the primary imprint and residual layer etching, a secondary imprint process is performed for resist at a low temperature of 40 ° C. (below the glass transition temperature) at 60 bar for 600 seconds and for PS at 65 bar at 40 bar for 600 seconds. It was conducted.

レジスト試料については、残余層の除去後、試料はインプリント装置内で10秒間UV光に曝露され、そのレジスト構造内部で架橋が生じる。続いて試料は対流式オーブン内において180℃で2.5時間ベーキングされた。試料を徐々に冷却できるように、温度をゆっくりと下げた。これは、試料中に熱応力が発生するのを防ぐためである。続いて試料から鋳型が外され、基板から鋳型を分離した。PS試料は、如何なる曝露又はポストベーキング処理も必要とせず、基板から鋳型を分離するように単純に鋳型を外すだけである。   For resist samples, after removal of the residual layer, the sample is exposed to UV light for 10 seconds in an imprinting apparatus, causing cross-linking within the resist structure. The sample was then baked for 2.5 hours at 180 ° C. in a convection oven. The temperature was slowly lowered so that the sample could be gradually cooled. This is to prevent thermal stress from occurring in the sample. Subsequently, the mold was removed from the sample, and the mold was separated from the substrate. The PS sample does not require any exposure or post-bake treatment and simply removes the mold to separate the mold from the substrate.

本実施例で用いられた試料は、実施例1に記載された手法と同様の手法を用いて調製された。インプリント手法も実施例1に記載された手法と同様である。本実施例はさらに、フォトレジスト(SU−8)コーティング上でのパターン分解能を向上させるために2次インプリントを使用することについて示している。   The sample used in this example was prepared using a technique similar to that described in Example 1. The imprint method is the same as the method described in the first embodiment. This example further illustrates the use of secondary imprints to improve pattern resolution on photoresist (SU-8) coatings.

図2(a)は、格子状鋳型による1次インプリント後の1次レジスト構造のSEM像−倍率は5000倍−を示している。図示されているように、2μmの溝ギャップ幅を有する格子状パターンが、シリコン基板上に堆積されたネガ型のフォトレジスト(SU−8)上にインプリントされた。2μmの溝ギャップ幅は、用いられた格子状鋳型の分解能のパターンと一致した。1次レジスト構造は4μmのピッチを有する。   FIG. 2A shows an SEM image of a primary resist structure after primary imprinting using a lattice-shaped template—a magnification of 5000 times. As shown, a grid pattern with a 2 [mu] m groove gap width was imprinted on a negative photoresist (SU-8) deposited on a silicon substrate. The groove gap width of 2 μm was consistent with the resolution pattern of the grid template used. The primary resist structure has a pitch of 4 μm.

図2(b)は、図2(a)から得られた1次インプリント表面上に250nmの格子状鋳型(2次鋳型)がさらにインプリントされたときに得られた2次格子状パターンを表すSEM像−倍率は13000倍−を示している。2次鋳型のチャネルの長手軸は、1次インプリントのチャネルの長手軸に対してほとんど平行となるように位置合わせされた。その結果、1次レジスト構造に沿って平行な溝が形成される。1次インプリントにおいて、溝ギャップ幅が、2μmから550nmにまで減少しているのを明瞭に観測することができる(3.6倍の減少)。   FIG. 2B shows a secondary grid pattern obtained when a 250 nm grid template (secondary template) is further imprinted on the primary imprint surface obtained from FIG. The SEM image to be shown-the magnification is 13000 times-. The longitudinal axis of the secondary mold channel was aligned to be almost parallel to the longitudinal axis of the primary imprint channel. As a result, parallel grooves are formed along the primary resist structure. In the primary imprint, it can be clearly observed that the groove gap width is reduced from 2 μm to 550 nm (a reduction of 3.6 times).

図2(c)は、図2(a)から得られた1次インプリント表面上に250nmの格子状鋳型(2次鋳型)がさらにインプリントされたときに得られた2次格子状パターンを表すSEM像−倍率は5000倍である−を示している。2次鋳型のチャネルの長手軸は、1次インプリントの長手軸に対して垂直に設けられた。1次インプリントにおいて、溝ギャップ幅が、2μmから300nmにまで減少したことを明瞭に観測することができる。   FIG. 2 (c) shows a secondary grid pattern obtained when a 250 nm grid template (secondary template) is further imprinted on the primary imprint surface obtained from FIG. 2 (a). The SEM image to be represented-the magnification is 5000 times-is shown. The longitudinal axis of the secondary mold channel was provided perpendicular to the longitudinal axis of the primary imprint. In the primary imprint, it can be clearly observed that the groove gap width is reduced from 2 μm to 300 nm.

図2(d)は、図2(a)から得られた1次インプリント表面上に250nmの格子状鋳型(2次鋳型)がさらにインプリントされたときに得られた2次格子状パターンを表すSEM像−倍率は6000倍である−を示している。2次鋳型は、1次インプリントの長手軸に対して45°の角度をなすように設けられた。1次インプリントにおいて、溝幅のギャップが、2μmから281nmにまで減少しているのを明瞭に観測することができる。   FIG. 2D shows a secondary grid pattern obtained when a 250 nm grid template (secondary template) is further imprinted on the primary imprint surface obtained from FIG. The SEM image to be represented-magnification is 6000 times-is shown. The secondary mold was provided at an angle of 45 ° with the longitudinal axis of the primary imprint. In the primary imprint, it can be clearly observed that the gap of the groove width decreases from 2 μm to 281 nm.

Figure 2010532283

表2:レジストポリマー層用のナノインプリントリソグラフィ(NIL)によって作製された溝幅の減少をまとめた表

表2は、様々な位置合わせでの1次及び2次鋳型インプリントの組合せによって得られたレジストの1次構造についての溝幅の減少をまとめた表を与えている。250nmの2次インプリント鋳型が、1次インプリントの長手軸に対して45°又は90°の角度をなした状態でインプリントされるときに、1次インプリントの溝幅の顕著な減少を明瞭に観測することができる。
Figure 2010532283

Table 2: Table summarizing the reduction in groove width produced by nanoimprint lithography (NIL) for resist polymer layers

Table 2 provides a table summarizing the groove width reduction for the primary structure of the resist obtained by the combination of primary and secondary template imprints at various alignments. When a 250 nm secondary imprint mold is imprinted at an angle of 45 ° or 90 ° to the longitudinal axis of the primary imprint, there is a significant reduction in the groove width of the primary imprint. It can be observed clearly.

図3では、用いられる2次鋳型のインプリントの寸法が大きくなればなるほど、1次インプリントのチャネル幅の減少が大きくなることが観測できる。   In FIG. 3, it can be observed that the larger the imprint size of the secondary mold used, the greater the reduction in the channel width of the primary imprint.

本実施例で用いられた試料は、実施例1に記載された手法と同様の手法を用いて調製された。インプリント手法は実施例1に記載された手法と同様であった。本実施例はさらに、PS1次構造上でのパターン分解能を減少させるために2次インプリントを使用することについて表している。   The sample used in this example was prepared using a technique similar to that described in Example 1. The imprint technique was similar to the technique described in Example 1. This example further illustrates the use of secondary imprints to reduce pattern resolution on the PS primary structure.

図4は、開示された方法によって作製されたPS構造の一連のSEM像を図示している。当該方法においては、1次構造の溝幅の減少に対する2次鋳型のパターン部位の効果が検討されている。   FIG. 4 illustrates a series of SEM images of a PS structure made by the disclosed method. In this method, the effect of the pattern portion of the secondary template on the reduction of the groove width of the primary structure is studied.

図4(a)は、2μmの格子状1次鋳型によるインプリントによって得られた格子状パターンを表すSEM像−倍率は3500倍である−を図示している。1次PS構造について2μmの溝幅ギャップが観測された。2μmの溝ギャップ幅は、用いられた格子状の1次鋳型の分解能のパターンと一致した。   FIG. 4A illustrates an SEM image representing a lattice pattern obtained by imprinting with a 2 μm lattice-shaped primary mold—magnification is 3500 times. A groove width gap of 2 μm was observed for the primary PS structure. The groove gap width of 2 μm coincided with the resolution pattern of the lattice-shaped primary mold used.

図4(b)は、2μmの1次鋳型によるインプリントに続いて、該1次鋳型と90°の角度をなして設けられた500nmの2次鋳型によるインプリントによって得られた格子状パターンを表すSEM像−倍率は5500倍である−を図示している。1次インプリントにおいて、溝幅ギャップが2μmから409nmに減少しているのを明瞭に観測することができる。   FIG. 4B shows a grid pattern obtained by imprinting with a 500 nm secondary mold provided at an angle of 90 ° with the primary mold following imprinting with a 2 μm primary mold. The SEM image to be represented-the magnification is 5500 times-is illustrated. In the primary imprint, it can be clearly observed that the groove width gap is reduced from 2 μm to 409 nm.

図4(c)は、2μmの1次鋳型によるインプリントに続いて、該1次鋳型と90°の角度をなして設けられた150nmの2次鋳型によるインプリントによって得られた格子状パターンを表すSEM像−倍率は7500倍である−を図示している。1次インプリントにおいて、溝幅ギャップが2μmから150nmに減少しているのを明瞭に観測することができる。   FIG. 4 (c) shows a lattice pattern obtained by imprinting with a primary mold of 2 μm, followed by imprinting with a secondary mold of 150 nm provided at an angle of 90 ° with the primary mold. The SEM image to be represented-the magnification is 7500 times-is illustrated. In the primary imprint, it can be clearly observed that the groove width gap is reduced from 2 μm to 150 nm.

図4(d)は、2μmの1次鋳型によるインプリントに続いて、該1次鋳型と90°の角度をなして設けられた2μmの2次鋳型によるインプリントによって得られた格子状パターンを表すSEM像−倍率は2300倍である−を図示している。溝幅ギャップが2μmから1.7μmに減少しているのを観測することができる。   FIG. 4 (d) shows a lattice pattern obtained by imprinting with a 2 μm secondary mold provided at an angle of 90 ° with the primary mold following imprinting with a 2 μm primary mold. The SEM image to be represented-the magnification is 2300 times-is illustrated. It can be observed that the groove width gap decreases from 2 μm to 1.7 μm.

Figure 2010532283

表3:PSポリマー層用のナノインプリントリソグラフィ(NIL)によって作製されたギャップの減少をまとめた表

表3は、様々な位置合わせでの一連の1次及び2次鋳型のインプリントによって得られたPSの1次構造についての溝幅の減少をまとめた表を与える。PSの1次構造については、90°をなすように位置合わせされた250nmの格子を有する2次インプリント鋳型が、1次のPS構造の溝幅を減少させるのに最も有効であることが分かる。また2次鋳型の分解能が1次鋳型の分解能と同一であるときには、最小サイズの減少は非常に小さいことも分かった。
Figure 2010532283

Table 3: Table summarizing the reduction in gaps produced by nanoimprint lithography (NIL) for PS polymer layers

Table 3 provides a table summarizing the groove width reduction for the primary structure of PS obtained by a series of primary and secondary mold imprints at various alignments. For the primary structure of PS, it can be seen that a secondary imprint mold with a 250 nm grating aligned to form 90 ° is most effective in reducing the groove width of the primary PS structure. . It was also found that the minimum size reduction is very small when the resolution of the secondary mold is the same as the resolution of the primary mold.

本明細書において開示されている方法は、NILを用いてナノパターンを得るための、より安価な代替手法を与える。その理由は、ナノメーターの表面パターンを実現するのに、ナノメータースケールのパターンを有する鋳型を必要としないためである。つまり、ポリマー構造の1次インプリント表面へ向かって画定された表面パターンを有する鋳型を押圧することによって、1次インプリントの寸法が減少する。たとえば、1次インプリントがチャネルの形態をとっている場合には、そのチャネル幅は、ミクロンサイズ範囲からナノサイズ範囲にまで減少することが可能である。   The methods disclosed herein provide a cheaper alternative approach to obtaining nanopatterns using NIL. This is because a template having a nanometer scale pattern is not required to realize a nanometer surface pattern. That is, by pressing a mold having a surface pattern defined toward the primary imprint surface of the polymer structure, the dimensions of the primary imprint are reduced. For example, if the primary imprint is in the form of a channel, the channel width can be reduced from the micron size range to the nano size range.

有利となるように、1次インプリントのチャネル幅は、約2倍〜約13倍の範囲にまで減少することが可能である。従ってナノサイズのポリマーインプリントは、ナノサイズポリマーインプリントと同様のサイズのインプリントを有する鋳型を用いることなく実現可能である。従って本明細書に開示された方法を用いることによって、1次インプリントのチャネル幅を顕著に減少させることが可能となる。さらに1次インプリントの長手軸と2次インプリントの長手軸が互いに、実質的に垂直である場合、又は45°の角度をなす場合には、1次インプリントのチャネル幅は顕著に減少する。   Advantageously, the channel width of the primary imprint can be reduced to a range of about 2 to about 13 times. Therefore, a nano-sized polymer imprint can be realized without using a template having an imprint of the same size as the nano-sized polymer imprint. Therefore, by using the method disclosed in this specification, the channel width of the primary imprint can be significantly reduced. Furthermore, if the longitudinal axis of the primary imprint and the longitudinal axis of the secondary imprint are substantially perpendicular to each other, or at an angle of 45 °, the channel width of the primary imprint is significantly reduced. .

従って本明細書に開示された方法は、ナノ電極として利用される金属ライン及び細線を堆積するのに用いることの可能な高分解能パターンを有するテンプレートの作製が可能である。有利となるように、インプリントされたポリマー構造は、エッチングによってナノメートルサイズの部位を基板に作製するための乾式又は湿式のシャドーマスクとして用いることができる。   Thus, the methods disclosed herein can produce templates having high resolution patterns that can be used to deposit metal lines and thin lines that are utilized as nanoelectrodes. Advantageously, the imprinted polymer structure can be used as a dry or wet shadow mask to create nanometer sized sites in a substrate by etching.

本発明の他の様々な修正型及び変化型は、前述の開示内容を読んだ後であれば、当業者にとっては、本発明の技術的範囲及び技術的思想から逸脱することなく明らかである。そのような修正型及び変化型は全て「特許請求の範囲」の請求項の技術的範囲内に属するものと解される。   Various other modifications and variations of the present invention will become apparent to those skilled in the art after reading the foregoing disclosure without departing from the scope and spirit of the invention. All such modifications and variations are understood to fall within the scope of the appended claims.

Claims (25)

画定された表面パターンをポリマー構造の1次インプリント表面に押圧することで、該1次インプリント表面上に2次インプリントを形成する押圧工程(a)を有する、ポリマー構造上へのインプリント作製方法。   Imprinting on a polymer structure having a pressing step (a) of forming a secondary imprint on the primary imprint surface by pressing the defined surface pattern onto the primary imprint surface of the polymer structure Manufacturing method. 前記1次インプリントよりも小さな寸法を有する前記2次インプリントを供する工程を有する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, comprising providing the secondary imprint having a smaller dimension than the primary imprint. ナノサイズ又はミクロンサイズの寸法を有する前記1次インプリントを供する工程を有する、請求項2に記載の方法。   The method of claim 2, comprising providing the primary imprint having a nano-sized or micron-sized dimension. 前記1次インプリントがミクロンサイズの寸法を有する一方でナノサイズの寸法を有する前記2次インプリントを供する工程を有する、請求項2に記載の方法。   The method of claim 2, comprising providing the secondary imprint having a nano-sized dimension while the primary imprint has a micron-sized dimension. ナノサイズ範囲での前記2次インプリントを供する工程を有する、請求項4に記載の方法。   The method of claim 4, comprising providing the secondary imprint in the nanosize range. 長手チャネルの形態をとる前記1次インプリント及び2次インプリントのうちの少なくとも1つを供する工程を有する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, comprising providing at least one of the primary imprint and the secondary imprint in the form of a longitudinal channel. 前記押圧工程が前記の1次インプリントのチャネル幅を減少させる、請求項6に記載の方法。   The method of claim 6, wherein the pressing step reduces a channel width of the primary imprint. 前記チャネル幅が2乃至13倍の範囲で減少する、請求項7に記載の方法。   The method of claim 7, wherein the channel width decreases in the range of 2 to 13 times. 前記の1次インプリントのチャネル幅は、前記押圧工程によって減少した後に、ミクロサイズ範囲からナノサイズ範囲にまで減少する、請求項7に記載の方法。   The method of claim 7, wherein the channel width of the primary imprint decreases from the microsize range to the nanosize range after being reduced by the pressing step. 前記の1次インプリントのチャネル幅は、前記押圧工程後、1μm未満のサイズ範囲から800nm未満のサイズ範囲にまで減少する、請求項9に記載の方法。   The method of claim 9, wherein the channel width of the primary imprint decreases from a size range of less than 1 μm to a size range of less than 800 nm after the pressing step. 前記ポリマー構造がフォトレジストを有する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the polymer structure comprises a photoresist. 前記ポリマー構造が熱可塑性ポリマーを有する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the polymer structure comprises a thermoplastic polymer. 前記熱可塑性ポリマーがポリスチレン(PS)を有する、請求項12に記載の方法。   The method of claim 12, wherein the thermoplastic polymer comprises polystyrene (PS). 前記押圧工程(a)が前記ポリマー構造のガラス転移温度未満の温度で実行される、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the pressing step (a) is performed at a temperature below the glass transition temperature of the polymer structure. 前記押圧工程(a)の前に、前記ポリマー構造の表面へ向かって画定された表面パターンを有する鋳型を押圧することによって、前記ポリマー構造上に前記1次インプリントを形成する押圧工程(b)をさらに有する、請求項1に記載の方法。   Before the pressing step (a), a pressing step (b) for forming the primary imprint on the polymer structure by pressing a mold having a surface pattern defined toward the surface of the polymer structure The method of claim 1, further comprising: 前記押圧工程(a)及び(b)のうちの少なくとも1つが、
(i)40℃乃至140℃の範囲の温度条件、
(ii)4MPa乃至6MPaの範囲の圧力条件、及び
(iii)5分間乃至10分間の範囲の期間条件、
のうちの少なくとも1つの条件下で実行される、
請求項15に記載の方法。
At least one of the pressing steps (a) and (b)
(I) a temperature condition in the range of 40 ° C to 140 ° C;
(Ii) a pressure condition in the range of 4 MPa to 6 MPa, and (iii) a period condition in the range of 5 minutes to 10 minutes,
Executed under the conditions of at least one of
The method of claim 15.
前記1次及び2次インプリントが長手チャネルの形態であって、かつ
前記押圧工程(a)は、前記1次インプリントの長手軸と前記2次インプリントの長手軸が互いに0°乃至90°の位置合わせ角をなすように、前記鋳型を配向させる工程を有する、
請求項1に記載の方法。
The primary and secondary imprints are in the form of longitudinal channels, and in the pressing step (a), the longitudinal axis of the primary imprint and the longitudinal axis of the secondary imprint are 0 ° to 90 ° with each other. The step of orienting the template to form an alignment angle of
The method of claim 1.
前記の1次インプリントの長手軸と2次インプリントの長手軸の間の位置合わせ角が25°乃至60°である、請求項17に記載の方法。   The method of claim 17, wherein the alignment angle between the longitudinal axis of the primary imprint and the longitudinal axis of the secondary imprint is 25 ° to 60 °. 前記押圧工程(a)の前に、基板上にポリマーをスピンコーティングさせることによって前記ポリマー構造を形成する工程をさらに有する、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, further comprising the step of forming the polymer structure by spin coating a polymer on a substrate before the pressing step (a). 前記基板が前記ポリマーに対して化学的に不活性である、請求項19に記載の方法。   The method of claim 19, wherein the substrate is chemically inert to the polymer. 前記基板が、シリコン、ガラス、金属、金属酸化物、二酸化シリコン、シリコン窒化物、インジウムスズ酸化物、セラミックス、サファイア、ポリマー、及びこれらの混合物からなる群から選ばれる、請求項20に記載の方法。   21. The method of claim 20, wherein the substrate is selected from the group consisting of silicon, glass, metal, metal oxide, silicon dioxide, silicon nitride, indium tin oxide, ceramics, sapphire, polymer, and mixtures thereof. . ポリマー構造上にインプリントを作製する方法であって、
(a)前記ポリマー構造の表面へ向かって画定された表面パターンを押圧することによって前記ポリマー構造上に1次インプリントを作製する工程;及び
(b)前記のポリマー構造の1次インプリントの表面へ向かって画定された表面パターンを押圧することによって前記1次インプリントの表面上に2次インプリントを作製する工程;
を有する方法。
A method of making an imprint on a polymer structure,
(A) creating a primary imprint on the polymer structure by pressing a defined surface pattern toward the surface of the polymer structure; and (b) a surface of the primary imprint of the polymer structure. Creating a secondary imprint on the surface of the primary imprint by pressing a surface pattern defined toward the
Having a method.
ポリマー構造の1次インプリントの表面へ向かって画定された表面パターンを押圧することによって前記1次インプリントの表面上に2次インプリントを作製する工程を有する方法で作製された、インプリントされたポリマー構造。   An imprint produced by a method comprising the step of creating a secondary imprint on the surface of the primary imprint by pressing a defined surface pattern toward the surface of the primary imprint of polymer structure Polymer structure. ポリマー構造のナノサイズ又はミクロンサイズの1次インプリントの表面へ向かって画定された表面パターンを押圧することによって、前記ナノサイズ又はミクロンサイズの1次インプリントの表面上に、ナノサイズ又はミクロンサイズの2次インプリントを作製する工程を有する方法で作製された、ナノサイズ又はミクロンサイズのインプリントされたポリマー構造。   By pressing a defined surface pattern toward the surface of the nano-sized or micron-sized primary imprint of polymer structure, the nano-sized or micron-sized surface is placed on the surface of the nano-sized or micron-sized primary imprint. A nano- or micron-sized imprinted polymer structure produced by a method comprising the step of producing a secondary imprint of 請求項23又は24に記載のインプリントされたポリマー構造のナノエレクトロニクスへの利用。   Use of the imprinted polymer structure according to claim 23 or 24 for nanoelectronics.
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